水产食品滋味鲜美、营养丰富,且含有多烯脂肪酸、生物肽、生物碱等多种生物活性物质,已成为人类重要的食物来源,占人类食物总量的30%以上[1]。近年来,国家全面推进渔业各领域改革,逐步释放渔业发展活力,我国渔业实现了持续快速发展。目前,中国已成为世界第一渔业大国,也是水产品进出口贸易大国,水产品产量从1989年起连续30年稳居世界首位,逐渐成为渔业经济发展的突出亮点和重要增长点[2]。据《中国渔业统计年鉴》报道,2019年全国水产品产量达6 450万吨。
然而,伴随着水产品产量日益增长的同时,水产品在加工过程中产生的废弃物尤其是鱼内脏等也在急速增加,其重量约占原料鱼的10%~25%[3]。但目前这些鱼内脏大多被丢弃或以极低的价格销售给饲料厂加工成饲料鱼粉,附加值很低,其中含有的大量优质蛋白及生物活性物质,如多不饱和脂肪酸等没有得到充分利用而浪费,仅有极少量鱼内脏用来生产鱼露、提取功能性成分如抗氧化活性肽及各种酶等[4]。
本研究以具有代表性的3种淡水经济鱼类草鱼、鳙鱼、鲫鱼和2种海水鱼类秋刀鱼和青占鱼内脏为原料,研究其脂肪酸含量及组成,为鱼类内脏的综合利用提供参考。
草鱼、鳙鱼、鲫鱼、秋刀鱼、青占鱼:南京新港粮油食品市场,立即运回实验室,用不锈钢刀剖腹,取出内脏于无菌采样袋中,置于-80℃下冷藏备用。
37种脂肪酸甲酯标准品:上海安谱实验科技有限公司;甲醇、正庚烷、异辛烷、甲苯(均为色谱纯):南京峰昌生物科技有限公司;乙醇、乙醚、乙酰氯、石油醚、盐酸、氨水、焦性没食子酸、三氟化硼、无水硫酸钠、无水碳酸钠、氯化钠、硫酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾(均为分析纯):南京寿德试验器材有限公司。
TRACE GC Ultra气相色谱仪:美国Thermo Fisher Scientific公司;Pico-21型台式离心机:美国Thermo Fisher公司;AR 5120电子天平:美国AHOMS公司;DK-8D电热恒温水槽:上海精宏实验设备有限公司;UYC-200全温培养摇床:上海新苗医疗器械制造公司;NK200-IB氮吹仪:杭州米欧仪器有限公司。
1.3.1 脂肪的提取
参考GB 5009.168—2016《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》中的水解法提取样品中脂肪酸[5]。称取均匀试样2 g移入到250 mL平底烧瓶中,加入100 mg焦性没食子酸,加入几粒沸石,再加入2 mL 95%乙醇和4 mL水,混匀。加入8.3 mol/L盐酸溶液10 mL,混匀。将烧瓶放入70℃~80℃水浴中水解40min。每隔10 min振荡一下烧瓶,使黏附在烧瓶壁上的颗粒物混入溶液中。水解完成后,取出烧瓶冷却至25℃。水解后的试样,加入10 mL 95%乙醇,混匀。将烧瓶中的水解液转移到分液漏斗中,用50 mL乙醚-石油醚(1∶1,体积比)混合液冲洗烧瓶和塞子,冲洗液并入分液漏斗中,加盖。振摇5 min,静置10 min。将醚层提取液收集到250 mL烧瓶中。按照以上步骤重复提取水解液3次,最后用乙醚-石油醚(1∶1,体积比)混合液冲洗分液漏斗,并收集到250 mL烧瓶中。旋转蒸发仪浓缩至干,残留物为脂肪提取物。
1.3.2 脂肪酸的皂化和甲酯化
在脂肪提取物中加入2%氢氧化钠甲醇溶液8 mL,连接回流冷凝器,(80±1)℃水浴加热回流,直至油滴消失。从回流冷凝器上端加入7 mL 15%三氟化硼甲醇溶液,在(80±1)℃水浴中继续回流2 min。用少量水冲洗回流冷凝器。停止加热,从水浴上取下烧瓶,迅速冷却至25℃。准确加入20 mL正庚烷,振摇2 min,再加入5 mL饱和氯化钠水溶液,静置分层。吸取上层正庚烷提取溶液5 mL,至25 mL试管中,加入5 g无水硫酸钠,振摇1 min,静置5 min,吸取上层溶液到进样瓶中待测定。
1.3.3 脂肪酸的气相色谱分析
进样口温度260℃;检测室温度280℃;流速1.0 mL/min;升温程序:100℃,保持 13 min,10℃/min升到180℃,保持6 min,1℃/min升到200℃,保持20 min,4℃/min升到230℃,保持10.5 min。
试验每个处理均重复3次,结果表示为平均值±标准差,并采用Excel 2016和SPSS19.0软件进行试验数据处理和显著性(P<0.05)分析。
脂肪酸参与人体的许多生理活动,是人体必需的营养物质。大量研究表明,多不饱和脂肪酸具有抗炎、抗肿瘤、调节血脂、提高免疫力、预防心血管疾病、增强记忆力及健脑等多种生理功能[1]。鱼类是脂肪酸的重要来源,其内脏中也含有较多的脂肪酸。本研究利用气相色谱法对5种经济鱼类内脏脂肪酸含量进行分析,结果见图1。
图1 5种经济鱼类内脏脂肪酸含量
Fig.1 The fatty acid contents in 5 species of economic fish guts
不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
由图1可知,5种经济鱼类内脏中脂肪酸含量均较为丰富,但不同种类鱼内脏有较大差异,其中秋刀鱼内脏脂肪酸含量较高,为2 504.27 mg/100 g,其次是草鱼内脏,为1 933.66 mg/100 g,再次是青占鱼和鲫鱼内脏,分别为1 305.37 mg/100 g和1 242.80 mg/100 g,脂肪酸含量最少的是鳙鱼内脏,为712.28 mg/100 g。文献研究表明,草鱼、鳙鱼、鲫鱼、秋刀鱼和青占鱼肌肉中均含有丰富的脂肪酸,其含量分别为960 mg/100 g~4 360 mg/100 g[6-7]、670 mg/100 g ~1 480 mg/100 g[8-9]、2 300 mg/100 g ~7 520 mg/100 g[10-12]、20 440 mg/100 g~21 640 mg/100 g[13]、20 320 mg/100 g ~34 660 mg/100 g[14-15]。与5种经济鱼类肌肉脂肪酸含量相比,本研究检测结果中草鱼和鳙鱼内脏脂肪酸含量在已报道肌肉脂肪酸含量检测结果值之间,鲫鱼略低于最低值,秋刀鱼和青占鱼远低于已报道检测结果值。以上结果表明,部分经济鱼类内脏脂肪酸含量与肌肉相差不大甚至高于肌肉中脂肪酸含量,因此具有较好的综合利用价值。
5种不同鱼类内脏脂肪酸组成及含量见表1。
表1 5种经济鱼类内脏脂肪酸组成及含量
Table 1 The fatty acid contents and composition in 5 species of economic fish guts
images/BZ_32_1008_2098_1024_2126.png脂肪酸组成脂肪酸含量/(mg/100 g)脂肪酸名称 结构缩写 草鱼 鳙鱼 鲫鱼 秋刀鱼 青占鱼丁酸甲酯 C4:0 ND ND ND ND ND己酸甲酯 C6:0 ND ND ND ND ND辛酸甲酯 C8:0 ND ND ND ND ND葵酸甲酯 C10:0 ND ND ND ND ND十一碳酸甲酯 C11:0 ND ND ND ND ND十二碳酸甲酯 C12:0 ND ND 81.24±0.93 4.38±0.10 ND十三碳酸甲酯 C13:0 ND ND ND 6.73±0.10 ND十四碳酸甲酯 C14:0 17.36±0.33 8.49±0.10 251.29±2.88 786.38±6.28 60.37±0.97十五碳酸甲酯 C15:0 5.32±0.07 6.90±0.22 30.76±0.35 75.85±0.63 19.75±0.08十六碳酸甲酯 C16:0 142.83±2.68 63.60±0.62 ND 606.00±13.57 173.98±0.88十七碳酸甲酯 C17:0 7.66±0.38 9.38±0.15 32.32±2.70 34.40±1.21 22.17±0.04十八碳酸甲酯 C18:0 99.84±1.87 63.37±0.68 ND 204.91±1.54 152.96±0.80二十碳酸甲酯 C20:0 4.42±0.54 ND 43.36±0.66 ND 8.46±0.03二十一碳酸甲酯 C21:0 ND ND 7.39±0.14 ND ND二十二碳酸甲酯 C22:0 ND ND 9.57±1.10 ND 6.59±0.05二十三碳酸甲酯 C23:0 ND ND ND ND ND二十四碳酸甲酯 C24:0 11.42±0.95 50.33±1.46 20.23±0.40 ND 119.91±2.50
由表1可知,不同鱼种间内脏脂肪酸在种类和含量上存在差异。5种经济鱼类内脏共检出30种脂肪酸,草鱼、鳙鱼、鲫鱼、秋刀鱼和青占鱼内脏中分别检测出17、17、18、16和19种脂肪酸。草鱼内脏中主要的脂肪酸 C18:2n-6c(亚油酸)、C18:1n-9c(油酸)、C16:0(棕榈酸)和C18:0(硬脂酸),分别占草鱼内脏脂肪酸总量的39.57%、30.75%、7.39%和5.16%;鳙鱼内脏中主要的脂肪酸为C18:2n-6c(亚油酸)、C18:1n-9c(油酸)、C22:6n-3(二十二碳六烯酸,docosahexaenoicacid,DHA)、C16:0(棕榈酸)、C18:0(硬脂酸)和 C20:3n-3,分别占鳙鱼内脏脂肪酸总量的22.13%、16.67%、10.37%、8.93%、8.90%和7.49%;鲫鱼内脏中主要的脂肪酸为C20:4n-6(花生四烯酸,arachidonic acid,ARA)、C14:0(肉豆蔻酸)、C20:3n-6、C20:2和 C12:0,分别占鲫鱼内脏脂肪酸总量的23.80%、20.22%、16.93%、11.88%和6.64%;秋刀鱼内脏中主要的脂肪酸为C14:0(肉豆蔻酸)、C16:0(棕榈酸)、C18:1n-9c(油酸)、C16:1(棕榈油酸)、C18:0(硬脂酸)和 C18:2n-6c(亚油酸),分别占秋刀鱼内脏脂肪酸总量的31.40%、24.20%、13.40%、9.01%、8.18%和5.76%;青占鱼内脏中主要的脂肪酸为C22:6n-3(DHA)、C16:0(棕榈酸)、C18:0(硬脂酸)、C24:0 和 C18:1n-9c(油酸),分别占青占鱼内脏脂肪酸总量的30.42%、13.33%、11.72%、9.19%和8.70%。以上结果表明,5种经济鱼类内脏种脂肪酸组成种类多,不饱和脂肪酸含量丰富,营养价值高。
续表1 5种经济鱼类内脏脂肪酸组成及含量
Continue table 1 The fatty acid contents and composition in 5 species of economic fish guts
注:*为必需脂肪酸;ND为未检出;LA为亚油酸;LNA为亚麻酸;ARA为花生四烯酸;EPA为二十碳五烯酸;DHA为二十二碳六烯酸。
脂肪酸组成images/BZ_33_1144_501_1160_528.png脂肪酸含量/(mg/100 g)脂肪酸名称 结构缩写 草鱼 鳙鱼 鲫鱼 秋刀鱼 青占鱼顺-9-十四碳一烯酸甲酯 C14:1 ND ND 6.59±0.05 8.05±0.12 ND顺-10-十五碳一烯酸甲酯 C15:1 ND ND ND ND ND顺-9-十六碳一烯酸甲酯 C16:1 27.36±0.48 25.46±0.31 ND 225.71±1.69 49.91±0.25顺-10-十七碳一烯酸甲酯 C17:1 ND ND 38.64±0.55 20.38±0.24 ND反-9-十八碳一烯酸甲酯 C18:1n-9t ND ND ND 11.90±0.09 ND顺-9-十八碳一烯酸甲酯 C18:1n-9c 594.66±13.06 118.72±1.22 ND 335.46±1.78 113.61±0.80顺-11-二十碳一烯酸甲酯 C20:1 57.80±3.37 34.86±0.26 ND ND 7.48±0.15顺-13-二十二碳一烯酸甲酯 C22:1n-9 ND 8.63±0.22 11.75±1.01 ND ND顺-15-二十四碳一烯酸甲酯 C24:1 ND ND 4.71±0.23 ND 17.75±0.05反,反-9,12-十八碳二烯酸甲酯 C18:2n-6t ND ND ND ND 7.55±0.31顺,顺-9,12-十八碳二烯酸甲酯 C18:2n-6c(LA)* 765.16±14.04 157.66±1.43 ND 144.37±1.28 39.03±1.55顺,顺-11,14-二十碳二烯酸甲酯 C20:2 16.47±1.40 17.19±0.08 147.62±3.73 28.72±0.20 6.21±0.34顺13,16-二十二碳二烯酸甲酯 C22:2 ND ND 68.8±2.7 ND ND顺,顺,顺-6,9,12-十八碳三烯酸甲酯 C18:3n-6 15.77±0.63 ND ND 7.71±0.08 ND顺,顺,顺-9,12,15-十八碳三烯酸甲酯 C18:3n-3(LNA)* 24.71±0.64 9.49±0.14 ND ND 7.50±0.06顺,顺,顺-8,11,14-二十碳三烯酸甲酯 C20:3n-6 31.92±0.14 9.96±0.19 210.46±6.19 3.32±0.08 ND顺 11,14,17-二十碳三烯酸甲酯 C20:3n-3 53.35±0.94 53.35±3.29 ND ND 89.11±1.08顺-5,8,11,14-二十碳四烯酸甲酯 C20:4n-6(ARA)* ND ND 295.76±7.81 ND ND顺-5,8,11,14,17-二十碳五烯酸甲酯 C20:5n-3(EPA) ND 1.03±0.05 6.08±0.12 ND 5.97±0.28顺-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸甲酯 C22:6n-3(DHA) 57.61±1.32 73.88±3.33 38.15±0.93 ND 397.07±17.41
2.2.1 饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)、单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)和多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)含量检测结果见图2。
图2 5种经济鱼类内脏饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量
Fig.2 The saturated and unsaturated fatty acid contents in 5 species of economic fish guts
由图2可知,秋刀鱼内脏中SFA含量最高,占总脂肪酸含量的68.63%,鲫鱼和青占鱼内脏中SFA含量相差不大,分别占38.31%、43.22%,鳙鱼SFA含量次之,约为28.37%,草鱼内脏中SFA含量最低,为14.94%。在饱和脂肪酸组成上,5种经济鱼类内脏中均检测出 C14:0、C15:0、C17:0,而 C4:0、C6:0、C8:0、C10:0、C11:0、C23:0 在 5 种鱼类内脏中均未检测出。C13:0仅在秋刀鱼内脏中检出,C21:0仅在鲫鱼内脏中检出。C16:0、C16:0、C14:0、C14:0、C16:0 分别是草鱼、鳙鱼、鲫鱼、秋刀鱼和青占鱼内脏中饱和脂肪酸的主要成分。
5种经济鱼类中,草鱼内脏MUFA含量最高,占总脂肪酸含量的35.16%,鳙鱼和秋刀鱼内脏MUFA相差不大,分别占25.14%、24.02%,青占鱼内脏MUFA为14.46%,鲫鱼内脏MUFA最低,为4.96%。其中C15:1在5种鱼内脏中均未检出,C18:1n-9c是草鱼、鳙鱼、秋刀鱼和青占鱼内脏中MUFA的主要成分,C17:1是鲫鱼内脏中MUFA的主要成分。
在多不饱和脂肪酸(PUFA)中,鲫鱼内脏PUFA含量最高,占总脂肪酸含量的56.72%,草鱼、鳙鱼、青占鱼PUFA含量相差不大,分别占49.90%、45.29%、42.32%,而秋刀鱼内脏中PUFA含量最低,仅为7.35%。在PUFA组成上,5种经济鱼类中均检测出C20:2 和 C22:2。C20:4n-6(arachidonic acid,ARA)仅在鲫鱼内脏中检出,C18:2n-6t仅在青占鱼内脏中检出。C18:2n-6c是草鱼、鳙鱼、秋刀鱼内脏多不饱和脂肪酸的主要成分。C20:4n-6、C22:6n-3(docosahexaenoic acid,DHA)分别是鲫鱼和青占鱼内脏中PUFA的主要成分。此外,青占鱼内脏中多不饱和脂肪酸n-3/n-6为10.37,比例很高,表明青占鱼内脏脂肪酸具有较高营养价值。
2.2.2 必需脂肪酸
必需脂肪酸是指机体生命活动必不可少,但机体自身又不能合成,必需由食物供给的多不饱和脂肪酸,具有组成磷脂,合成前列腺素、血栓素及白三烯,促进胆固醇代谢等重要生理功能[16]。5种经济鱼类内脏粗脂肪中3种必需脂肪酸亚油酸(linoleic acid,LA)、亚麻酸(linolenic acid,LNA)、花生四烯酸(ARA)含量检测结果见图3。
图3 5种经济鱼类内脏必需脂肪酸含量
Fig.3 The essential fatty acid contents in 5 species of economic fish guts
由图3可知,草鱼中3种必需脂肪酸总含量最高,为 (789.87±13.43)mg/100 g,其次是鲫鱼内脏,为(295.76±7.81)mg/100 g,再次是鳙鱼和秋刀鱼,分别为(167.15±1.50)mg/100 g、(144.37±1.28)mg/100 g,必需脂肪酸含量最少的是青占鱼内脏,为(46.53±1.56)mg/100 g。在必需脂肪酸组成上,LA含量在草鱼内脏中最高,达到(765.16±14.04)mg/100 g;LNA 含量在 5 种鱼类中均较低,在鲫鱼和秋刀鱼中未检出;ARA含量在鲫鱼内脏中含量较高,为(295.76±7.81)mg/100 g,在其它4种鱼类中未检出。
2.2.3 EPA和DHA
二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和DHA是人体中非常重要的不饱和脂肪酸,对维持神经细胞生长、促进大脑发育等具有重要意义[17]。其中EPA被誉为“血管清道夫”,能够降血压、调节血脂、预防血栓形成、保护心脑血管健康及肾脏功能。DHA被誉为“肾脏守护神”,具有补肾壮阳、缓解疲劳、降脂、软化血管、提高免疫力的作用[18]。5种经济鱼类内脏粗脂肪中EPA和DHA含量检测结果见图4。
图4 5种经济鱼类内脏ARA、EPA和DHA含量
Fig.4 The eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid contents in 5 species of economic fish guts
由图4可知,5种经济鱼类中,DHA在草鱼、鳙鱼、鲫鱼和青占鱼内脏中均有检出,其中以青占鱼内脏中含量最高,占总脂肪酸含量的30.42%。然而,EPA在鳙鱼、鲫鱼、青占鱼中含量很低,在草鱼和秋刀鱼内脏中未检出。
5种经济鱼类内脏脂肪酸含量为712.28 mg/100 g~2 504.27 mg/100 g。脂肪酸组成上以C16:0(棕榈酸)、C18:0(硬脂酸)、C18:1n-9c(油酸)、C18:2n-6c(亚油酸)、C20:4n-6(ARA)和 C22:6n-3(DHA)为主,且MUFA和PUFA含量比例分别在4.96%~35.16%和7.35%~56.72%之间。淡水鱼和海水鱼在脂肪酸组成上存在较大差异,3种淡水鱼类内脏中必需脂肪酸含量比例在23.75%~40.85%之间,海水鱼类青占鱼内脏中EPA+DHA含量比例高达30.88%。以上结果表明,5种经济鱼类内脏中脂肪酸含量较高,不饱和脂肪酸、必需脂肪酸以及DHA含量丰富,营养价值高,具有较好的综合利用价值。
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